We now offer a subscription for just 10 cents a day*
You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.
For just 10 cents a day*
*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).
All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.
That's only 10 cents per day!
CLICK TO PURCHASE
THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS
For just 10 cents a day*
Grondbeginselen van digitale audio
Digitale audio is gebaseerd op de wiskundige weergave van de geluidsgolf.
De digitale wereld evolueert zeer snel en het is geen wonder dat veel mensen digitale technologie complex vinden. Het doel van dit artikel is om uit te leggen wat digitale audio is zonder in te gaan op ingewikkelde wiskundige details. Om te begrijpen wat digitaal geluid is, moet u eerst begrijpen dat er geen geluiden in een computer zitten en dat er maar één wiskunde is.
Wat is geluid
Geluid is de trilling van moleculen. Wiskundig gezien kan geluid nauwkeurig worden omschreven als een “golf”. Het heeft een maximale piekwaarde (golfbult) en een minimale waarde (afbuiging). Als je ooit een grafische weergave van een geluidsgolf hebt gezien, zul je merken dat geluid altijd wordt vertegenwoordigd door een curve die constant de X-as kruist. Dit betekent dat de aard van geluid “periodiek” is. Elk geluid heeft een kruin en afbuiging, een positieve en een negatieve periode. Dit wordt een lus genoemd. Het basisconcept is dus dat alle geluiden minstens één cyclus hebben.
Het volgende belangrijke idee is dat elke periodieke functie wiskundig kan worden weergegeven als een reeks sinusoïden. Met andere woorden, zelfs het meest complexe geluid is slechts een verzameling sinusgolven. Een stem kan constant zijn volume en toonhoogte veranderen, maar elke keer dat hij klinkt, is de stem slechts een reeks sinusgolven.
En tenslotte ten derde: mensen horen geen geluiden met een frequentie hoger dan 22 kHz. Daarom is het niet nodig om alles boven 22 kHz op te nemen.
Dus nogmaals, de basisprincipes van geluid zijn als volgt:
Geluidsgolven zijn periodiek en kunnen daarom worden omschreven als een verzameling sinusgolven.
We zijn niet geïnteresseerd in golven met een frequentie hoger dan 22 kHz, omdat we ze fysiek niet kunnen horen.
Analoge naar digitale overgang
Laten we zeggen dat ik in een microfoon spreek. De microfoon verandert mijn stem in een continue elektrische stroom. Deze elektrische stroom gaat door een draad door een of andere versterker en komt uiteindelijk in een analoog-digitaalomzetter (ADC). Onthoud dat de computer geen geluiden opslaat, maar wiskundige waarden, dus we hebben iets nodig dat de analoge stroom omzet in een reeks enen en nullen. Dit is wat de ADC doet. In eenvoudige bewoordingen maakt de converter snelle snapshots van de geluidsgolf, samples genoemd, en wijst aan elke sample een amplitudewaarde toe. En hier komen we bij twee basisconcepten die de aard van digitaal geluid helpen verklaren. Deze concepten zijn tijd en breedte.
Correcte bitheid
Correcte bitheid
In de digitale wereld is niets continu, alles heeft een zekere wiskundige betekenis. In de analoge wereld zal de geluidsgolf zijn piek bereiken en zullen alle waarden van 0 dB tot de piek bestaan. En in een digitaal signaal is er een beperkt aantal mogelijke amplitudewaarden. Beschouw analoge audio als iemand die voorzichtig een roltrap oploopt, terwijl digitale audio iemand is die een trap oploopt en zich na verloop van tijd op de ene of de andere sport bevindt. Of laten we zeggen dat er waarden 50 en 51 zijn. Dus in analoog geluid kan er een tussenliggende waarde van 50,46 zijn, maar in digitaal geluid wordt deze waarde afgerond op 50. Dit betekent dat de geluidsgolf in feite vervormd wordt tijdens het passeren de ADC … En aangezien het analoge signaal continu is, vindt deze afronding van waarden constant plaats tijdens het conversieproces. Dit wordt een kwantisatiefout genoemd en het klinkt als een vreemd geluid. Maar stel je een ladder voor met meer treden die minder hoog zijn. Nu hebben we de waarden 50, gevolgd door 50,2, gevolgd door 50,4 en dan 50,6, enz. Een analoog signaal met een amplitudewaarde van 50,46 wordt nu afgerond op 50,4 in plaats van 50. Dit is een grote verbetering die kwantiseringsfouten niet volledig elimineert, maar hun impact aanzienlijk verkleint. Een toename van de bitheid is in wezen een toename van het aantal treden op een trap met een afname van hun hoogte. Als de kwantiseringsfout afneemt, neemt het ruisniveau af. Nu hebben we de waarden 50, gevolgd door 50,2, gevolgd door 50,4 en dan 50,6, enz. Een analoog signaal met een amplitudewaarde van 50,46 wordt nu afgerond op 50,4 in plaats van 50. Dit is een grote verbetering die kwantiseringsfouten niet volledig elimineert, maar hun impact aanzienlijk verkleint. Een toename van de bitheid is in wezen een toename van het aantal treden op een trap met een afname van hun hoogte. Als de kwantiseringsfout afneemt, neemt het ruisniveau af.